描述

您對(duì)使用 Arduino 控制輪式機(jī)器人感興趣嗎？我敢肯定，在某些時(shí)候，您想控制自己的機(jī)器人。但是，總是有一個(gè)大問題：我沒有帶輪子的機(jī)器人。如何測試我的編程控制邏輯？

當(dāng)我沒有自己的機(jī)器人時(shí)，我也總是問自己這個(gè)問題。正是出于這個(gè)原因，我與 JLCPCB 公司合作建造了印刷電路板機(jī)器人車。

圖 1 - JLCPCB 機(jī)器人汽車印刷電路板。

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接下來，我們將展示構(gòu)建 Arduino 控制的 PCB 機(jī)器人車項(xiàng)目的完整結(jié)構(gòu)。

使用 Arduino 開發(fā) JLCPCB 機(jī)器人車

JLCPCB 機(jī)器人車采用 8 個(gè) LED 和一個(gè)超聲波傳感器來檢測障礙物。如您所見，2 個(gè)藍(lán)色 LED 用于表示機(jī)器人的輪子。

此外，我們?cè)诿總€(gè)后視鏡中有 2 個(gè)紅色 LED，在汽車前部有 4 個(gè)照明 LED。

使用這 8 個(gè) LED，我們可以進(jìn)行多種類型的模擬。例如，通過它們，您可以發(fā)出向前、向后、向左和向右移動(dòng)的信號(hào)。

此外，當(dāng)物體非?？拷嚂r(shí)，激活一些 LED。

您喜歡 JLCPCB 機(jī)器人車的各種可能性嗎？如果您喜歡它，讓我們了解如何使用 Arduino 構(gòu)建我們自己的 JLCPCB 機(jī)器人車。

圖 2 - 項(xiàng)目的電子原理圖。

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上面的示意圖顯示了電子板的電路元件的連接結(jié)構(gòu)。

從這個(gè)電子方案，電子板被開發(fā)出來。該板的電子結(jié)構(gòu)如下圖所示。

圖 3 - 沒有電子元件的印刷電路板。

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該板的結(jié)構(gòu)非常簡單，可以連接到原型板。

此外，還有一些孔可以將超聲波傳感器連接到 JLCPCB 機(jī)器人車的后部。

從那里，您將學(xué)習(xí)如何創(chuàng)建邏輯并將 JLCPCB 機(jī)器人車與 Arduino 一起使用。

為此，我們將解決以下問題：

當(dāng) JLCPCB 機(jī)器人車檢測到障礙物時(shí)，用 Arduino 制定一個(gè)項(xiàng)目來偏轉(zhuǎn) JLCPCB 機(jī)器人車。機(jī)器人必須向右轉(zhuǎn)，激活后視 LED 并在離開障礙物后繼續(xù)前進(jìn)。

現(xiàn)在，讓我們動(dòng)手開發(fā)這個(gè)項(xiàng)目。

使用 Arduino 開發(fā) JLCPCB 機(jī)器人車

首先，我們必須構(gòu)建下圖中的電路。該電路由傳感器和帶有車輪和前照燈的汽車的 LED 組成。

圖 4 - TinkerCAD 軟件中的電子電路。

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從這個(gè)電路中，創(chuàng)建了下面的編程邏輯。該邏輯旨在模擬汽車從任何障礙物轉(zhuǎn)移。如果汽車距離障礙物不到 30 厘米，汽車必須打開 LED 并啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，這樣它才能改變方向。

當(dāng)車輛遠(yuǎn)離物體時(shí)，即距離大于 30 厘米時(shí)，LED 將關(guān)閉。

#define echoPin 9 
#define trigPin 8

long time = 0;
int measure = 0;

void setup()
{

  pinMode(2, OUTPUT);
  pinMode(3, OUTPUT);
  pinMode(4, OUTPUT);
  pinMode(5, OUTPUT);
  
  pinMode(trigPin, OUTPUT);
  pinMode(echoPin, INPUT);

}

void loop() 
{

  digitalWrite(trigPin, LOW);
  delayMicroseconds(2);

  digitalWrite(trigPin, HIGH);
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(trigPin, LOW);

  time = pulseIn(echoPin, HIGH);

  measure = time * 0.034 / 2; // Speed of sound wave divided by 2 (go and back)
	
  if(measure <= 30)
  {
    digitalWrite(4, HIGH);
    digitalWrite(5, HIGH);
    digitalWrite(2, HIGH);
    digitalWrite(3, LOW);
  }
  
  if(measure > 30)
  {
    digitalWrite(2, HIGH);
    digitalWrite(3, HIGH);
    
    digitalWrite(4, LOW);
    digitalWrite(5, LOW);
    digitalWrite(3, LOW);
    digitalWrite(2, LOW);
  }

}

該程序的操作非常簡單。

最初，聲明了超聲波傳感器連接引腳的名稱，還聲明了程序變量。代碼部分如下所示。

#define echoPin 9 
#define trigPin 8

long time = 0;
int measure = 0;

接下來，我們聲明 void setup 函數(shù)。此函數(shù)用于將引腳配置為 LED 的輸入和輸出以及超聲波傳感器的引腳。代碼部分如下所示。

void setup()
{

  pinMode(2, OUTPUT);
  pinMode(3, OUTPUT);
  pinMode(4, OUTPUT);
  pinMode(5, OUTPUT);
  
  pinMode(trigPin, OUTPUT);
  pinMode(echoPin, INPUT);

}

之后，我們進(jìn)入循環(huán)函數(shù)。首先，我們觸發(fā)傳感器的觸發(fā)并將信號(hào)到達(dá)和返回的時(shí)間存儲(chǔ)在時(shí)間變量中。代碼部分如下所示。

  digitalWrite(trigPin, LOW);
  delayMicroseconds(2);

  digitalWrite(trigPin, HIGH);
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(trigPin, LOW);

  time = pulseIn(echoPin, HIGH);

計(jì)算好時(shí)間后，還要計(jì)算距離。使用下面的公式計(jì)算距離。

  measure = time * 0.034 / 2; // Speed of sound wave divided by 2 (go and back)

我們根據(jù)聲音在空氣中傳播的平均速度計(jì)算距離，即 340 m/s。

我們將它除以 2，因?yàn)槲覀冎恍枰c波之間的距離，因?yàn)橛?jì)算出的時(shí)間等于聲音通過空氣返回和返回的時(shí)間。

最后，我們將檢查機(jī)器人在任何障礙物處的距離范圍。如果距離小于或等于 30，則驅(qū)動(dòng)其中一個(gè)車輪并打開兩個(gè) LED，以指示它正在進(jìn)行轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)。

下圖顯示了 LED。

圖 5 - 汽車檢測障礙物時(shí)的電子電路。

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之后，我們就有了第二個(gè)條件。第二個(gè)條件檢查距離值是否大于 30。如果為真，則打開兩個(gè)電機(jī)（藍(lán)色 LED）并關(guān)閉前照燈 LED。

這可以在下圖中看到。

圖 6 - 汽車未檢測到障礙物時(shí)的電子電路。

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最后，在最后一次檢查之后，代碼流回到開頭，一切都重新開始運(yùn)行。

該項(xiàng)目是使用 JLCPCB 開發(fā)的，您可以在下面的主題中下載此文件。

項(xiàng)目下載文件

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致謝

我們感謝JLCPCB的支持和合作，以低成本和可訪問性生產(chǎn)項(xiàng)目。

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